專利名稱：三維電子地圖系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種三維(3D)電子地圖裝置，尤其涉及一種應用移動數(shù)據(jù)通信、全球衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)整合發(fā)展出一利用方程式的實時動態(tài)呈現(xiàn)的3D電子地圖。
背景技術：
地理信息系統(tǒng)的萌芽與發(fā)展可以遠溯至60年代。60年代地理信息系統(tǒng)的崛起可歸功于制圖技術的改良、數(shù)字計算機的快速發(fā)展、以及空間分析技術的革新。
60年代的GIS系統(tǒng)主要的研發(fā)重點，在于企圖將地圖放入速度慢、容量小、而且不好使用的計算機時，如何使用傳統(tǒng)的數(shù)值方法來處理圖形數(shù)據(jù)所引發(fā)的技術問題。
這個年代的特色是大部份的研發(fā)工作都是由政府部門來進行，學校做得很少，商用軟件包則完全沒有。這些由學校研發(fā)出來的系統(tǒng)，都是采用網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)結構，其中最為人知的便是哈佛大學的SYMAP。然而，這些系統(tǒng)今天大多已經不存在，唯一的例外是美國明尼蘇達州的系統(tǒng)，今天仍在運轉。
1963年，第一屆關于城鄉(xiāng)規(guī)劃信息系統(tǒng)(Urban Planning InformationSystems and Programs)的會議召開，此會議促生城鄉(xiāng)與區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會(Urban and Regional Information Systems Association，URISA)。
至70年代，西方國家開始普遍意識到環(huán)境與土地利用的問題。因此，他們認為必須快速而有效率地收集并分析各種地理資料。
在此時期，計算機技術也有著大幅的進步。使用者可以交談互動的(Interactive)方式使用計算機，各式輸出入設備急速降價，使得需要GIS的部門開始有能力建立自己的GIS系統(tǒng)。同時，學校、研究單位也開始投入這個領域的研發(fā)。
1970年，國際地理聯(lián)盟(International Geographical Union，IGU)在加拿大渥太華(Ottawa)舉辦了第一屆關于GIS的會議，參加者僅40人。而1972年辦理第二屆時，已增加至300人。
在此時期，系統(tǒng)、相關軟件大量出爐，然而這些研發(fā)工作大都重復，而且真正有開創(chuàng)性的也不多。由于學校的投入，相關人才的培育漸漸得到補充。
商業(yè)公司此時也開始開發(fā)可直接使用的軟件套件營銷。當然，百花齊放的結果也導致許多小數(shù)據(jù)庫的誕生，可是彼此卻完全不兼容。只是，那時GIS規(guī)模都還不大，這個問題并未受到正視。
80年代，對于GIS的需求持續(xù)上升，同時，GIS所處理的數(shù)據(jù)也不再局限于單一地區(qū)或單一國家，而是跨越國界的運用。例如，聯(lián)合國在北非所進行的抗沙漠化研究便涵蓋整個中北非。
計算機科技在80年代也有了突飛猛進的發(fā)展，速度、容量、輸出入設備都比以前有了長足的進步。這些都使GIS的普及更加注一股力量。
目前在臺灣地區(qū)，臺灣因為地狹人稠，使得土地利用的型態(tài)趨向于地點式的密集形式，若政府未對土地的利用做適當?shù)囊?guī)劃與管理，土地利用型態(tài)將趨于混亂，環(huán)境質量日趨下降。然而，政府對于土地利用的規(guī)劃與管理應該是要有根據(jù)的，必須根據(jù)當?shù)氐淖匀画h(huán)境條件、公共設施的位置、現(xiàn)在土地利用型態(tài)、以及將來發(fā)展趨勢等條件來綜合考慮。換而言之，在臺灣，土地規(guī)劃與管理的需求對于地理信息系統(tǒng)的發(fā)展扮演相當重要的角色。
綜論臺灣地區(qū)GIS的發(fā)展，大致可分成如下所述的四個時期萌芽時期、網(wǎng)格式系統(tǒng)時期、向量式系統(tǒng)時期、以及國土信息系統(tǒng)計劃時期。以下就每個時期的發(fā)展概況做簡單的介紹萌芽時期(1975-1980)本時期只有一些政府單位運用GIS的相關技術，而GIS的觀念則尚未建立起來。最早運用網(wǎng)格式系統(tǒng)的計劃是農委會于1976年利用大地衛(wèi)星(Landsat，我們將于4.1.5節(jié)討論它)對森林資源的管理及稻米生產的預估。內政部門地政司則于1979年第一個開始以向量式土地管理系統(tǒng)來管理地籍數(shù)據(jù)，其中包括自動制圖以及土地登記作業(yè)。這兩個案子成了此一時期臺灣GIS發(fā)展的基石。
網(wǎng)格式系統(tǒng)時期(1980-1985)在這個時期，GIS的觀念正式被引進，而使用的則大多是網(wǎng)格式系統(tǒng)。農委會是這個時期相關計劃的最主要負責單位。中央大學的遙測中心是國內最重要的遙測(Remote Sensing，詳?shù)?.2.6節(jié)的介紹)研究單位。
向量系統(tǒng)時期(1985-1990)這個時期可以說是臺灣地區(qū)地理信息應用真正開始起飛的階段。國土信息系統(tǒng)于此期間進入規(guī)劃與可行性分析工作。其間，經建會扮演了催生的角色，而內政部門信息中心則發(fā)揮了推波助瀾的功夫。同時，由農委會出資贊助，而由臺大執(zhí)行的教育訓練與通訊(Newsletter)發(fā)行，對于GIS人才培育與文宣工作，發(fā)揮了相當?shù)男б?。此時，大部份的地理信息應用計劃都是以向量系統(tǒng)為主。很多的地理信息數(shù)據(jù)庫也陸續(xù)的建立起來。政府相關單位仍然是最主要的負責單位。主要計劃包括有內政部門營建署的區(qū)域規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(1987)、臺灣省住都局的都會規(guī)劃數(shù)據(jù)庫、內政部門信息中心的地籍信息管理系統(tǒng)、以及電信局的電話網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫(這是臺灣最早的公用設施管理系統(tǒng)，始于1983年)。
國土信息系統(tǒng)計劃時期(1990-迄今)1991年是臺灣GIS發(fā)展的轉折點。近幾年來，政府深深的體會到，“要有好的決策質量及適當?shù)囊?guī)劃分析，很重要的關鍵就是……掌握最新及最正確的信息與數(shù)據(jù)，而且通過最先進的技術與工具，配合科學化、制度化的管理方式……經營……地理信息的推動與建立成功與否，將直接影響到政府單位施政及決策質量，也連帶地影響到民眾的權益?！币虼耍稍嘿Y推指導，內政部門信息中心為核心的國土信息系統(tǒng)計劃在此時開始進行組織化、全面性的推動，包括整體規(guī)劃、本土化的試辦、數(shù)據(jù)庫生產、文宣等等。在下一節(jié)，我們會對國土信息系統(tǒng)計劃再做更詳細的介紹。此外，中央大學遙測中心于1994年完成了SPOT影像接收站及處理實驗室的設置。
目前，國內GIS的應用仍然以政府及公用事業(yè)為主，商業(yè)應用則還很少。政府的應用中最有名的便是地政信息管理系統(tǒng)及國土信息系統(tǒng)。
然而，要應用這樣的數(shù)據(jù)系統(tǒng)在實時性動態(tài)三維(3D)電子地圖上，因為移動數(shù)據(jù)通信(CDPD、Data Tac、GSM、GPRS、3G)下載速度有一定頻寬限制，且要將這樣的數(shù)據(jù)系統(tǒng)所儲存的信息轉換呈為一動態(tài)性3D電子地圖時，其數(shù)據(jù)量將會十分龐大，而導致需要較長時間(需長達數(shù)分鐘)以完成下載，無法適用于目前實時性動態(tài)3D電子地圖的應用。
本發(fā)明鑒于公知技術的缺陷，創(chuàng)作出發(fā)明的3D電子地圖裝置。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種3D電子地圖裝置，該3D電子地圖裝置利用既定的設計規(guī)范設定的方程式，繪出該位置的一3D電子地圖，故可簡化該3D電子地圖的數(shù)據(jù)大小。
本發(fā)明的次要目的在于提供一種3D電子地圖裝置，該3D電子地圖裝置利用既定的設計規(guī)范設定的方程式，繪出該位置的一3D電子地圖，可簡化該3D電子地圖的數(shù)據(jù)大小，并達到實時性動態(tài)呈現(xiàn)的3D電子地圖，能與實際外在地理位置景物相配合，不因為該3D電子地圖數(shù)據(jù)量太大造成傳輸延遲，使該3D電子地圖呈現(xiàn)延遲。
具體地說，本發(fā)明提供一種3維電子地圖裝置，該裝置包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，做為一數(shù)據(jù)的傳送；以及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，當該伺服系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標時，該伺服系統(tǒng)根據(jù)該位置坐標的地理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，利用既定的設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的一3維電子地圖。
根據(jù)上述構想的3維電子地圖裝置，其中該3維電子地圖裝置還包含一客戶端系統(tǒng)，該客戶端系統(tǒng)藉由該通信系統(tǒng)接收該伺服系統(tǒng)所傳送的3維電子地圖數(shù)據(jù)，并利用該定位系統(tǒng)對該客戶端系統(tǒng)進行定位，提供該位置坐標。
根據(jù)上述構想的三維電子地圖裝置，其中該客戶端系統(tǒng)包含一顯示器，用以顯示該實時性動態(tài)三維電子地圖。
根據(jù)上述構想的三維電子地圖裝置，其中該通信系統(tǒng)為一移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中該移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)為一移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)；一數(shù)據(jù)終端訪問控制器；一數(shù)字式移動電話系統(tǒng)；一無線分組數(shù)據(jù)服務或一第三代移動電話。
根據(jù)上述構想的三維電子地圖裝置，其中該定位系統(tǒng)為一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
根據(jù)上述構想的三維電子地圖裝置，其中該設計規(guī)范為一公路路線設計規(guī)范或一建筑物設計規(guī)范。
根據(jù)上述構想的三維電子地圖裝置，其中該三維電子地圖為一公路路線及周圍景觀立體電子地圖。
根據(jù)上述構想的三維電子地圖裝置，其中該三維電子地圖為一實時性動態(tài)電子地圖。
本發(fā)明還提供一種三維電子地圖裝置，該裝置包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，做為一數(shù)據(jù)的傳送；以及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，提供該位置的地理數(shù)據(jù)；以及一客戶端系統(tǒng)，利用該定位系統(tǒng)對該客戶端系統(tǒng)進行定位，提供該位置坐標，并藉由該通信系統(tǒng)接收該伺服系統(tǒng)所傳送該位置的地理數(shù)據(jù)，當該客戶端系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標及該位置的地理數(shù)據(jù)時，該客戶端系統(tǒng)利用既定的設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的一三維電子地圖。
本發(fā)明還提供一種三維電子地圖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，做為一數(shù)據(jù)的傳送；以及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，提供該位置的地理數(shù)據(jù)；以及一客戶端系統(tǒng)，利用該定位系統(tǒng)對該客戶端系統(tǒng)進行定位，提供該位置坐標，并藉由該通信系統(tǒng)接收該伺服系統(tǒng)所傳送該位置的地理數(shù)據(jù)，當該客戶端系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標及該位置的地理數(shù)據(jù)時，該客戶端系統(tǒng)利用既定的設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的一三維電子地圖。
本發(fā)明藉由下列附圖與詳細說明，得到一更深入的了解。


圖1是本發(fā)明較佳實施例的3D電子地圖裝置的結構示意圖；以及圖2是本發(fā)明較佳實施例的3D電子地圖的示意圖。
其中1003D電子地圖裝置101全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)102通信系統(tǒng)103伺服系統(tǒng)104車子(客戶端系統(tǒng))具體實施方式
請參閱圖1，是本發(fā)明較佳實施例的3D電子地圖裝置的結構示意圖。該3D電子地圖裝置100包含一定位系統(tǒng)、一通信系統(tǒng)、一伺服系統(tǒng)以及一客戶端系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)可為一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)101。該全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)101做一空間定位之用，當該3D電子地圖裝置中的車子(客戶端系統(tǒng))104移動至任何一位置，該全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)101可提供該車子104的一位置坐標。
其中，該通信系統(tǒng)102做為一數(shù)據(jù)的傳送。該通信系統(tǒng)102可為一移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)(Cellular Digital Packet Data)、一數(shù)據(jù)終端訪問控制器(DataTac)、一數(shù)字式移動電話系統(tǒng)(Global Sim Mobil)、一無線分組數(shù)據(jù)服務(General Packet Radio Service，GPRS)以及一第三代移動電話(3G)。
又，該伺服系統(tǒng)103內含一地理信息系統(tǒng)，當該伺服系統(tǒng)103自該通信系統(tǒng)102接收到該位置坐標時，該伺服系統(tǒng)103根據(jù)該位置坐標的地理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，利用既定的設計規(guī)范設定的方程式，繪出該位置的一3D電子地圖。其中，該設計規(guī)范為一公路路線設計規(guī)范(請參考臺灣地區(qū)2001年1月12日交通部門頒布的公路路線設計規(guī)范)或是一建筑物設計規(guī)范。
因為所有的設計規(guī)范皆有一制式符合工程設計的規(guī)定，因此該規(guī)范內容皆可以利用方程式來表示。因此，只要有坐標位置及相關基本的地理數(shù)據(jù)、或是各種基本公路路線或是建筑數(shù)據(jù)，即可繪出所在地的3D電子地圖，可大大簡化3D電子地圖的數(shù)據(jù)文件大小。增加3D電子地圖的實時性，無須受限于無限傳輸速率的頻寬。
請參閱圖2，是本案較佳實施例的3D電子地圖的示意圖。
綜合上述，本發(fā)明提出一3D電子地圖裝置，應用移動數(shù)據(jù)通信、全球衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)整合發(fā)展出一利用方程式的實時動態(tài)呈現(xiàn)的3D電子地圖，因此得以解決公知技術的不足，進而達到本發(fā)明的研發(fā)目的。
本發(fā)明得由本領域技術人員做出各種改型和變形，然而皆不脫離所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種三維電子地圖裝置，該裝置包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，做為一數(shù)據(jù)的傳送；以及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，當該伺服系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標時，該伺服系統(tǒng)根據(jù)該位置坐標的地理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，利用既定的設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的一三維電子地圖。
2.如權利要求1所述的三維電子地圖裝置，其中該三維電子地圖裝置還包含一客戶端系統(tǒng)，該客戶端系統(tǒng)藉由該通信系統(tǒng)接收該伺服系統(tǒng)所傳送的該三維電子地圖數(shù)據(jù)，并利用該定位系統(tǒng)對該客戶端系統(tǒng)進行定位，提供該位置坐標。
3.如權利要求2所述的三維電子地圖裝置，其中該客戶端系統(tǒng)包含一顯示器，用以顯示該實時性動態(tài)三維電子地圖。
4.如權利要求1所述的三維電子地圖裝置，其中該通信系統(tǒng)為一移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中該移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)為一移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)、一數(shù)據(jù)終端訪問控制器、一數(shù)字式移動電話系統(tǒng)、一無線分組數(shù)據(jù)服務或一第三代移動電話。
5.如權利要求1所述的三維電子地圖裝置，其中該定位系統(tǒng)為一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
6.如權利要求1所述的三維電子地圖裝置，其中該設計規(guī)范為一公路路線設計規(guī)范或一建筑物設計規(guī)范。
7.如權利要求1所述的三維電子地圖裝置，其中該三維電子地圖為一公路路線及周圍景觀立體電子地圖。
8.如權利要求1所述的三維電子地圖裝置，其中該三維電子地圖為一實時性動態(tài)電子地圖。
9.一種三維電子地圖裝置，該裝置包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，做為一數(shù)據(jù)的傳送；以及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，提供該位置的地理數(shù)據(jù)；以及一客戶端系統(tǒng)，利用該定位系統(tǒng)對該客戶端系統(tǒng)進行定位，提供該位置坐標，并藉由該通信系統(tǒng)接收該伺服系統(tǒng)所傳送該位置的地理數(shù)據(jù)，當該客戶端系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標及該位置的地理數(shù)據(jù)時，該客戶端系統(tǒng)利用既定的設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的一三維電子地圖。
10.一種三維電子地圖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，做為一數(shù)據(jù)的傳送；以及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，提供該位置的地理數(shù)據(jù)；以及一客戶端系統(tǒng)，利用該定位系統(tǒng)對該客戶端系統(tǒng)進行定位，提供該位置坐標，并藉由該通信系統(tǒng)接收該伺服系統(tǒng)所傳送該位置的地理數(shù)據(jù)，當該客戶端系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標及該位置的地理數(shù)據(jù)時，該客戶端系統(tǒng)利用既定的設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的一三維電子地圖。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用移動數(shù)據(jù)通信(CDPD、DataTac、GSM、GPRS、3G)、全球衛(wèi)星定位(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)整合發(fā)展出一實時性動態(tài)的三維(3D)電子地圖裝置，該裝置包含一定位系統(tǒng)，做一空間定位之用，可提供一位置坐標；一通信系統(tǒng)，作為一數(shù)據(jù)的傳送；及一伺服系統(tǒng)，該伺服系統(tǒng)內含一地理信息系統(tǒng)，當該伺服系統(tǒng)自該通信系統(tǒng)接收到該位置坐標時，根據(jù)該位置坐標的地理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，利用既定設計規(guī)范設定的方程式繪出該位置的3D電子地圖。本發(fā)明可簡化3D電子地圖的數(shù)據(jù)大小，使實時動態(tài)呈現(xiàn)的3D電子地圖與實際外在地理位置景物相配合，不會由于3D電子地圖數(shù)據(jù)量太大造成傳輸延遲而使3D電子地圖呈現(xiàn)延遲。
文檔編號G01S5/02GK1746627SQ20041007710
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權日2004年9月10日
發(fā)明者周文沛 申請人:旺玖科技股份有限公司